[发明专利]丁烯氧化脱氢制丁二烯的催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种丁烯氧化脱氢制丁二烯的催化剂，其包含结构通式为Zn_aAl_bM_cFe_eO_f·Z(α-Fe₂O₃)的化合物，其中M选自Be、Mg、Ca、Sr、Mn、Ba、Cu、Co、和Ni中的至少一种元素，Z为催化剂中α-Fe₂O₃所占的重量百分比，且10%≤Z≤70%；式中a、b、c、e和f间的比值代表催化剂中Zn、Al、M、Fe和O间的原子数比值，b不为零，且以b值为1时，0≤a≤10，0<c≤4，3≤e≤25，4.5<f≤48；且所述催化剂中Zn、Al、M、Fe和O的化学价态分别为+2、+3、+2、+3和－2价。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂包含尖晶石晶相和α-Fe₂O₃晶相，且所述催化剂的比表面积为1～80米²/克。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述M选自Be、Mg、Ca、Sr、Mn、Ba、Cu、Co、和Ni中的至少两种元素。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的催化剂，其特征在于，以b值为1时，a≠0。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的催化剂，其特征在于，以b值为1时，3≤e≤20。

6.根据权利要求1～3中任意一项所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂包含结构通式为Zn_a’Al_b’M_c’Fe₂O₄·Z(α-Fe₂O₃)的化合物，其中a’、b’、c’和2间的比值代表催化剂中Zn、Al、M和Fe间的原子数比值，且0≤a’≤0.8，0<b’≤0.5，0<c’≤0.3。

7.根据权利要求6所述的催化剂，其特征在于，a’≠0。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂的氨探针分子的程序升温脱附谱图上含有脱附温度为340～400℃且半高宽为60～100℃的特征峰。

9.根据权利要求8所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂的氨探针分子的程序升温脱附谱图上还含有脱附温度为170～210℃且半高宽为70～100℃的特征峰和脱附温度为260～300℃且半高宽为40～70℃的特征峰。

10.一种如权利要求1～9中任意一项所述催化剂的制备方法，其特征在于，配制含元素Al、M和Fe以及含有或不含有元素Zn的混合盐溶液，添加NaOH溶液或氨水为沉淀剂使得沉淀终点pH=8～12，沉淀老化后经干燥和焙烧得到成品催化剂。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，沉淀老化温度为5～80℃，老化时间为0.5～48小时，且焙烧温度为500～900℃，焙烧时间为3～72小时。

12.一种如权利要求1～9中任意一项所述催化剂或权利要求10或11所述方法制备得到的催化剂在丁烯氧化脱氢制丁二烯反应中的应用，其特征在于，以丁烯、含氧气体和水蒸汽为原料，在反应温度为300～500℃、空速为200～500h^-1、氧烯摩尔比为0.6～0.9、水烯摩尔比为6～20的条件下反应。